以前看过一个面试题，当你从浏览器地址栏输入 url 后，按下回车，具体会发生什么，这对这道题还挺有信心的，但是你要我说按下电脑开机键会发生什么，我是真的不知道。通过这次学习终于知道了一些：）
但是我绝对不是专家，只是一个刚接触这一块的新手，这篇文章里的所有东西都是根据很多文章和论文，以及我自己的实践得来的，所以里面的信息如果有错误，请帮助我更正它！
流程🔗
1. CPU 执行 Firmware setup 程序🔗
当用户按下开机键，电脑就通电了，这个时候 CPU 先启动，它的工作就是不断的执行给他的指令，而初始指令就是主板写在硬件里的 Firmware setup 程序, 现代电脑的 Firmware setup 程序（2014 年后生产的电脑）基本上使用的都是 Unified Extensible Firmware Interface (UEFI)标准。
UEFI 是一种“固件程序”，固化在一个焊接或插在主板上 EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) 芯片上，并且暴露一些接口以和软件进行交互。
EEPROM 是带电可擦可编程只读存储器。 是一种掉电后数据不丢失的存储芯片，所以很适合存放这种固件程序，轻易不咋变动，但要变动的时候，也能比较容易的变动。
UEFI 是 Basic Input/Output System (BIOS) 的现代版本,基本上 2014 年之后的机器附带的主板用的都是 UEFI 程序了。
当你看到以下这个菜单图片：
这并不是代表你的电脑用的是传统的 BIOS，虽然这个界面看起来很原始，但是其实这也是 UEFI 程序的，只是他的界面和 BIOS 一样是文本用户界面 (TUI)，更现代的 UEFI 可能会带有酷酷的图形化 (GUI) 操作界面，像这样的：
我们可以通过在电脑开机的时候，连续按 F1 键（或者别的什么键）进入 UEFI 的设置 菜单。
很多人会混用 UEFI,BIOS 这些名词，我觉得这个回答解释的特别好。
PS. 我觉得现在应该弃用 BIOS 这个名字，用 Firmware setup 程序来代替它。
2. Firmware setup 程序开始运行，并从 CMOS 里面读取当前系统时间🔗
CMOS 是位于主板上的一个简单的存储装置，现在的实际使用中，只被用于记录时钟 RTC 信息，所以这个东西需要一直有电才能保持系统时间的正确性，所以 CMOS 被设计为：开机的时候用电源供电，关机的时候就用纽扣电池供电。如图：
但其实操作系统在有网的时候，一般也用不到 CMOS 里的时钟信息，因为它都是访问网络上的时间去校准时间的，除非没有网络才会用这个值。
网络上很多文章说 Firmware setup 程序会把用户的配置信息（比如启动项配置等）存放到 CMOS 里面，其实现代的电脑都不会这样做了，因为只有时钟信息需要持续的电源来运行，别的东西都可以存在文件系统里，UEFI 的配置信息都是存放在文件系统里的。
3. Firmware setup 程序开始执行电脑安全自检🔗
这个阶段被称为：SEC，security 阶段，做一些硬件方面的安全检查，看下各种东西都 ok 不 ok，之后的整个流程大概是这样：
4. 初始化 EFI 的执行环境， 比如 cpu ，各种功能芯片等🔗
这个阶段被称为 PEI，Pre Extensible Firmware Interface，Pre-EFI，EFI 是 UEFI 给系统引导程序（Boot Loader）准备的运行环境，就像 Bash 脚本环境一样，这个环境可以执行.efi文件。.eft文件就是系统引导程序的入口文件。在这个阶段会把 CPU，主内存，其他专用功能芯片组（比如音频芯片）啥的都准备好。
5. DXE 阶段🔗
Drive Execution Environment, 在这个阶段，DXE 调度程序将发现并执行相关固件卷中可用的 DXE 驱动程序，这些驱动程序负责更高级别的平台初始化和服务，比如系统管理模式（SMM）的设置，更高级别的固件驱动程序，如网络，启动盘，热量管理等，并且为后面的阶段提供运行时的服务接口。
6. BDS 阶段🔗
Boot Device Selection 阶段，这个阶段，UEFI 会加载各种设备的驱动程序，比如硬盘，U 盘的驱动，并运行 Boot Loader 引导程序：
- 初始化控制台 console 设备，看看系统有多少可以启动的设备加载必要的设备驱动比如硬盘，u 盘等加载输入输出设备驱动，比如键盘，鼠标等搜索可用的启动设备（其实就是搜索具有 FAT32 分区格式的设备，FAT32 分区是微软设计的格式，单文件最大 4G，格式化 U 盘的时候可以看到这种格式选项）
我们一般会在硬盘里分出一个专门的 EFI 分区用来存放引导程序：
这个磁盘分区里的文件结构大概如下：
如果你有多个引导程序的话，你可以在 UEFI 提供的 boot 菜单里选择使用哪一个（按 F12 可以进入 boot 引导程序菜单），默认的话就是进入排名第一的那个。UEFI 提供的引导菜单其实是一级引导，然后进入二级引导程序：
二级引导程序有 Grub2, Windows boot manager 等, 如果你电脑预装的是 Windows 系统的话，那就只有 Windows Boot mananer ，如果你装了双系统，比如 Ubuntu 等 Linux 系统的话，Linux 系统会使用 Grub2 作为二级引导系统， Grub2 支持 windows，linux，macos 等系统的引导。
到了这里，二级引导程序就会根据用户的配置，把 CPU 的控制权交给真正的操作系统了，至此，电脑才算开始启动 OS 了。
总结🔗
这篇文章有太多名词了，如果没有装过几次操作系统的，可能听的云里雾里的，所以如果你感到云里雾里的也没必要深究，等你装过几次系统，遇到一些错误，然后在解决的过程中，你就慢慢理解这些东西了。
